JPH05343162A - セラミックス発熱体の製造方法 - Google Patents
セラミックス発熱体の製造方法Info
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- JPH05343162A JPH05343162A JP4173636A JP17363692A JPH05343162A JP H05343162 A JPH05343162 A JP H05343162A JP 4173636 A JP4173636 A JP 4173636A JP 17363692 A JP17363692 A JP 17363692A JP H05343162 A JPH05343162 A JP H05343162A
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- ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックス製グロ−プラグなどに用いられ
るセラミックス発熱体の製造方法を提供すること。 【構成】 発熱体を配置した石膏型等の吸水性型内にセ
ラミックス粉末（例えばサイアロンや窒化けい素などの
粉末）を分散して得られた泥漿を注入し、この泥漿中の
溶媒成分を型により脱水し、固化させる、いわゆる鋳込
み成形法を用いて発熱体埋設成形体を作製し、これを焼
結してセラミックス発熱体を製造する。 【効果】 発熱体とセラミックスとの成形に鋳込み成形
法を採用することにより、均一な発熱状態が得られるセ
ラミックス発熱体を容易に製造することができ、焼結時
に起こる発熱体の歪やセラミックスと発熱体との隙間形
成を防止できる効果が生ずる。
るセラミックス発熱体の製造方法を提供すること。 【構成】 発熱体を配置した石膏型等の吸水性型内にセ
ラミックス粉末（例えばサイアロンや窒化けい素などの
粉末）を分散して得られた泥漿を注入し、この泥漿中の
溶媒成分を型により脱水し、固化させる、いわゆる鋳込
み成形法を用いて発熱体埋設成形体を作製し、これを焼
結してセラミックス発熱体を製造する。 【効果】 発熱体とセラミックスとの成形に鋳込み成形
法を採用することにより、均一な発熱状態が得られるセ
ラミックス発熱体を容易に製造することができ、焼結時
に起こる発熱体の歪やセラミックスと発熱体との隙間形
成を防止できる効果が生ずる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス発熱体の
製造方法に関し、特にセラミックス製グロ−プラグなど
に用いられるセラミックス発熱体の製造方法に関する。
製造方法に関し、特にセラミックス製グロ−プラグなど
に用いられるセラミックス発熱体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス焼結体の内部に金属製抵抗
体（発熱体）を埋設したセラミックス発熱体は、従来よ
りセラミックスグロ−プラグ等に用いられている。この
ようなセラミックス発熱体を製造する従来法について説
明すると、まず、発熱体を埋設するための溝を設けた二
つ割形状の成形体を乾式プレスにより作製し、次に、こ
の成形体の溝間に所定形状のタングステン線などの発熱
体を挟み込み、これをホットプレス焼結し、最終形状に
加工して製造されている。
体（発熱体）を埋設したセラミックス発熱体は、従来よ
りセラミックスグロ−プラグ等に用いられている。この
ようなセラミックス発熱体を製造する従来法について説
明すると、まず、発熱体を埋設するための溝を設けた二
つ割形状の成形体を乾式プレスにより作製し、次に、こ
の成形体の溝間に所定形状のタングステン線などの発熱
体を挟み込み、これをホットプレス焼結し、最終形状に
加工して製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来法では、乾式プレスによる二つ割形状の成形体の溝に
所定形状とした発熱体を設置する際、該成形体中の溝部
分と発熱体とが位置ずれを起こし、そのためホットプレ
ス焼結した焼結体中で発熱体が歪んだ配置となったり或
いは発熱体とセラミックスとの間に隙間ができる等の問
題があった。また、コイル状に成形した発熱体を埋設す
る場合には、コイル形状内部へセラミックスが入りにく
く、コイル内部のセラミックスと発熱体との間に隙間が
できたり、内部部分に空洞ができるという問題があっ
た。その結果、従来法で得られたセラミックス発熱体に
通電して発熱させた場合、セラミックスの発熱部分にむ
らが認められ、均一加熱ができない場合が生じていた。
来法では、乾式プレスによる二つ割形状の成形体の溝に
所定形状とした発熱体を設置する際、該成形体中の溝部
分と発熱体とが位置ずれを起こし、そのためホットプレ
ス焼結した焼結体中で発熱体が歪んだ配置となったり或
いは発熱体とセラミックスとの間に隙間ができる等の問
題があった。また、コイル状に成形した発熱体を埋設す
る場合には、コイル形状内部へセラミックスが入りにく
く、コイル内部のセラミックスと発熱体との間に隙間が
できたり、内部部分に空洞ができるという問題があっ
た。その結果、従来法で得られたセラミックス発熱体に
通電して発熱させた場合、セラミックスの発熱部分にむ
らが認められ、均一加熱ができない場合が生じていた。
【０００４】そこで、本発明者等は、上記問題点を解消
するセラミックス発熱体の製造法、即ち、発熱体とセラ
ミックスとの間に隙間のない、また、発熱体が歪んだ配
置とならないセラミックス発熱体の製造法について鋭意
検討を重ねた結果、本発明を完成したものであり、本発
明の目的は、上記したとおり、発熱体とセラミックスと
の間に隙間のない、また、発熱体が歪んだ配置とならな
いセラミックス発熱体を製造する方法を提供するにあ
る。
するセラミックス発熱体の製造法、即ち、発熱体とセラ
ミックスとの間に隙間のない、また、発熱体が歪んだ配
置とならないセラミックス発熱体の製造法について鋭意
検討を重ねた結果、本発明を完成したものであり、本発
明の目的は、上記したとおり、発熱体とセラミックスと
の間に隙間のない、また、発熱体が歪んだ配置とならな
いセラミックス発熱体を製造する方法を提供するにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、型内
に発熱体を配し、この型内へ絶縁性を有するセラミック
ス粉末の泥漿を注入し、型の吸水により脱水・固化した
発熱体埋設成形体を得る点、いわゆる鋳込み成形法を用
いて発熱体埋設成形体を得る点を特徴とし、これによっ
て上記目的とするセラミックス発熱体を提供するもので
ある。
に発熱体を配し、この型内へ絶縁性を有するセラミック
ス粉末の泥漿を注入し、型の吸水により脱水・固化した
発熱体埋設成形体を得る点、いわゆる鋳込み成形法を用
いて発熱体埋設成形体を得る点を特徴とし、これによっ
て上記目的とするセラミックス発熱体を提供するもので
ある。
【０００６】即ち、本発明は、「セラミックス焼結体の
内部に金属製抵抗体（発熱体）を埋設してなるセラミッ
クス発熱体の製造法において、型内に発熱体を配し、こ
の型内へ絶縁性を有するセラミックス粉末の泥漿を注入
し、成形後焼結することを特徴とするセラミックス発熱
体の製造方法。」を要旨とするものである。
内部に金属製抵抗体（発熱体）を埋設してなるセラミッ
クス発熱体の製造法において、型内に発熱体を配し、こ
の型内へ絶縁性を有するセラミックス粉末の泥漿を注入
し、成形後焼結することを特徴とするセラミックス発熱
体の製造方法。」を要旨とするものである。
【０００７】以下本発明を詳細に説明すると、本発明
は、発熱体を配置した石膏型等の吸水性型内にセラミッ
クス粉末（例えばサイアロンや窒化けい素などの粉末）
を分散して得られた泥漿を注入し、この泥漿中の溶媒成
分を型により脱水し、固化させる、いわゆる鋳込み成形
法を用いて発熱体を埋設した成形体を得ることを特徴と
するものである。そして、セラミックス粉末を泥漿とし
て注入することにより、泥漿が均一に隙間なく充填さ
れ、従来法でみられるような発熱体とセラミックスとの
間の隙間もなく、しかも、発熱体が歪んだ配置とならな
いことから、均一なセラミックス発熱体が得られ、発熱
部分のむらを起こさない優れたセラミックス発熱体が得
られる。
は、発熱体を配置した石膏型等の吸水性型内にセラミッ
クス粉末（例えばサイアロンや窒化けい素などの粉末）
を分散して得られた泥漿を注入し、この泥漿中の溶媒成
分を型により脱水し、固化させる、いわゆる鋳込み成形
法を用いて発熱体を埋設した成形体を得ることを特徴と
するものである。そして、セラミックス粉末を泥漿とし
て注入することにより、泥漿が均一に隙間なく充填さ
れ、従来法でみられるような発熱体とセラミックスとの
間の隙間もなく、しかも、発熱体が歪んだ配置とならな
いことから、均一なセラミックス発熱体が得られ、発熱
部分のむらを起こさない優れたセラミックス発熱体が得
られる。
【０００８】本発明において、発熱体として用いられる
金属抵抗体としては、セラミックスの焼成温度以上の融
点を有し、発熱体として適切な抵抗値を有するものであ
れば、任意に使用することができる。このような金属抵
抗体を例示すれば、タングステンやモリブデンなどが挙
げられる。また、その金属抵抗体の形状としては、特に
限定されるものではないが、発熱体として適切な抵抗値
（1〜10Ω）を得るため、線材として使用され、コイル
形状とされるのが最も一般的であり、最適である。
金属抵抗体としては、セラミックスの焼成温度以上の融
点を有し、発熱体として適切な抵抗値を有するものであ
れば、任意に使用することができる。このような金属抵
抗体を例示すれば、タングステンやモリブデンなどが挙
げられる。また、その金属抵抗体の形状としては、特に
限定されるものではないが、発熱体として適切な抵抗値
（1〜10Ω）を得るため、線材として使用され、コイル
形状とされるのが最も一般的であり、最適である。
【０００９】セラミックスとしては、所望する必要発熱
温度により適宜選定することができ、特に限定しない
が、発熱体の酸化を防止する意味で、サイアロン、窒化
けい素、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックス
が好ましい。このうち、サイアロンＳｉ6-ZＡｌZＯZＮ
8-Z（0≦Ｚ≦4.2）は、窒化けい素等に比較して耐酸化
性が高く、そして、発熱体が高温で使用される場合より
好ましい。また、これらの非酸化物セラミックス粉末に
炭化けい素などが複合された粉末も使用することができ
る。更に、これらのセラミックス粉末に必要に応じて焼
結助剤を配合することができる。焼結助剤としては、酸
化イットリウム、酸化スカンジウム、稀土類元素の酸化
物が通常用いられ、その添加量は、概ね0.1〜20重量％
である。
温度により適宜選定することができ、特に限定しない
が、発熱体の酸化を防止する意味で、サイアロン、窒化
けい素、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックス
が好ましい。このうち、サイアロンＳｉ6-ZＡｌZＯZＮ
8-Z（0≦Ｚ≦4.2）は、窒化けい素等に比較して耐酸化
性が高く、そして、発熱体が高温で使用される場合より
好ましい。また、これらの非酸化物セラミックス粉末に
炭化けい素などが複合された粉末も使用することができ
る。更に、これらのセラミックス粉末に必要に応じて焼
結助剤を配合することができる。焼結助剤としては、酸
化イットリウム、酸化スカンジウム、稀土類元素の酸化
物が通常用いられ、その添加量は、概ね0.1〜20重量％
である。
【００１０】セラミックス粉末の泥漿は、セラミックス
粉末、焼結助剤などの粉末と分散剤とを水などの溶媒を
用いて混合した後、結合剤を添加して得られる。泥漿粘
度は、鋳込み成形できる範囲であればよく、概ね10ｐ以
下で、好ましくは0.1ｐ〜5ｐの範囲である。また、固形
分濃度としては、20〜60ｖｏｌ％が好ましい。
粉末、焼結助剤などの粉末と分散剤とを水などの溶媒を
用いて混合した後、結合剤を添加して得られる。泥漿粘
度は、鋳込み成形できる範囲であればよく、概ね10ｐ以
下で、好ましくは0.1ｐ〜5ｐの範囲である。また、固形
分濃度としては、20〜60ｖｏｌ％が好ましい。
【００１１】セラミックスの泥漿に用いられる分散剤と
しては、ポリアクリル酸アンモニウム及びその塩類、ポ
リオキシアルキルフェニルエ−テルなどが挙げられ、そ
の添加量は0.01〜3重量％である。また、結合剤として
は、アクリル系ポリマ−、ポリビニルアルコ−ル、ポリ
ビニルブチラ−ルなどが挙げられ、その添加量は0.1〜2
0重量％である。分散剤、結合剤とも鋳込み成形の状況
に応じて適宜調節して使用する。
しては、ポリアクリル酸アンモニウム及びその塩類、ポ
リオキシアルキルフェニルエ−テルなどが挙げられ、そ
の添加量は0.01〜3重量％である。また、結合剤として
は、アクリル系ポリマ−、ポリビニルアルコ−ル、ポリ
ビニルブチラ−ルなどが挙げられ、その添加量は0.1〜2
0重量％である。分散剤、結合剤とも鋳込み成形の状況
に応じて適宜調節して使用する。
【００１２】本発明に用いられる型としては、吸水性を
得られるものであればよく、特に限定されないが、例え
ば石膏型、気孔を有する樹脂型などが挙げられる。泥漿
を注入する方法としては、流し込みによるいわゆる固形
鋳込み方法、泥漿を注入した後加圧を行う加圧固形鋳込
み方法などが用いられる。また、鋳込み中に型外部を吸
引することもできる。
得られるものであればよく、特に限定されないが、例え
ば石膏型、気孔を有する樹脂型などが挙げられる。泥漿
を注入する方法としては、流し込みによるいわゆる固形
鋳込み方法、泥漿を注入した後加圧を行う加圧固形鋳込
み方法などが用いられる。また、鋳込み中に型外部を吸
引することもできる。
【００１３】このようにして得られた発熱体埋設成形体
は、セラミックス材料の焼成に適した方法で焼成されて
セラミックス発熱体とされる。焼成法としては、埋設さ
れる発熱体の形状や量により適宜決定され、常圧焼結、
ホットプレス焼結、ガス焼結、ＨＩＰ焼結などが用いら
れる。とりわけ、ホットプレス焼結は、小型であるセラ
ミックス発熱体を作製するには、簡便であり、緻密な焼
結体が得られることから、好ましい方法である。
は、セラミックス材料の焼成に適した方法で焼成されて
セラミックス発熱体とされる。焼成法としては、埋設さ
れる発熱体の形状や量により適宜決定され、常圧焼結、
ホットプレス焼結、ガス焼結、ＨＩＰ焼結などが用いら
れる。とりわけ、ホットプレス焼結は、小型であるセラ
ミックス発熱体を作製するには、簡便であり、緻密な焼
結体が得られることから、好ましい方法である。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げ、本発明をより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１５】（実施例１）ポリアクリル酸アンモニウム
１重量部とイオン交換水50重量部とを混合した溶液に窒
化けい素粉末100重量部、酸化アルミニウム5重量部、酸
化イットリウム5重量部を入れ、樹脂ボ−ルをいれたポ
ットミルで20時間混合した後、アクリル系ポリマ−を2
重量部添加し更に2時間混合して粘度0.5ｐの鋳込み成形
に用いる窒化けい素泥漿を得た。φ0.2ｍｍの線材をコ
イル状（長さ30ｍｍ）に成形したタングステン製発熱体
をφ5ｍｍ×50ｍｍの孔を空けた石膏型の中に設置し、
窒化けい素泥漿を流し込み、常圧固形鋳込み成形を行っ
た。乾燥後、得られた成形体をカ−ボン製の型枠内に設
置して1750℃、1時間、窒素雰囲気中で焼成してセラミ
ックス発熱体を得た。
１重量部とイオン交換水50重量部とを混合した溶液に窒
化けい素粉末100重量部、酸化アルミニウム5重量部、酸
化イットリウム5重量部を入れ、樹脂ボ−ルをいれたポ
ットミルで20時間混合した後、アクリル系ポリマ−を2
重量部添加し更に2時間混合して粘度0.5ｐの鋳込み成形
に用いる窒化けい素泥漿を得た。φ0.2ｍｍの線材をコ
イル状（長さ30ｍｍ）に成形したタングステン製発熱体
をφ5ｍｍ×50ｍｍの孔を空けた石膏型の中に設置し、
窒化けい素泥漿を流し込み、常圧固形鋳込み成形を行っ
た。乾燥後、得られた成形体をカ−ボン製の型枠内に設
置して1750℃、1時間、窒素雰囲気中で焼成してセラミ
ックス発熱体を得た。
【００１６】得られたセラミックス発熱体について、軟
Ｘ線を用いた透過式の非破壊検査で調べた結果、この発
熱体は、焼結体中で所定の位置に歪まず配置されている
ことが確認された。また、樹脂に埋め込み・切断してセ
ラミックスと発熱体とを観察した結果、両者間での隙間
は認められず、緻密に焼結していた。更に、得られたセ
ラミックス発熱体に直流電流を印加して発熱状態を観察
した結果、赤熱部分にむらもなく、均一な加熱ができて
いた。
Ｘ線を用いた透過式の非破壊検査で調べた結果、この発
熱体は、焼結体中で所定の位置に歪まず配置されている
ことが確認された。また、樹脂に埋め込み・切断してセ
ラミックスと発熱体とを観察した結果、両者間での隙間
は認められず、緻密に焼結していた。更に、得られたセ
ラミックス発熱体に直流電流を印加して発熱状態を観察
した結果、赤熱部分にむらもなく、均一な加熱ができて
いた。
【００１７】（実施例２）ポリアクリル酸アンモニウム
0.5重量部とイオン交換水50重量部とを混合した溶液に
サイアロン粉末（Ｚ＝0.5）100重量部、酸化イットリウ
ム5重量部を入れ、樹脂ボ−ルをいれたポットミルで20
時間混合した後、アクリル系ポリマ−の結合剤を添加し
更に2時間混合して粘度0.8ｐの鋳込み成形に用いるサイ
アロン泥漿を得た。φ0.2ｍｍの線材をコイル状（長さ3
0ｍｍ）に成形したタングステン製発熱体をφ5ｍｍ×50
ｍｍの孔を空けた石膏型の中に設置し、サイアロン泥漿
を注入した後、1ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で1時間加圧固形
鋳込み成形を行った。乾燥後、得られた成形体をカ−ボ
ン製の型枠内に設置して1800℃、1時間、窒素雰囲気中
で焼成してセラミックス発熱体を得た。
0.5重量部とイオン交換水50重量部とを混合した溶液に
サイアロン粉末（Ｚ＝0.5）100重量部、酸化イットリウ
ム5重量部を入れ、樹脂ボ−ルをいれたポットミルで20
時間混合した後、アクリル系ポリマ−の結合剤を添加し
更に2時間混合して粘度0.8ｐの鋳込み成形に用いるサイ
アロン泥漿を得た。φ0.2ｍｍの線材をコイル状（長さ3
0ｍｍ）に成形したタングステン製発熱体をφ5ｍｍ×50
ｍｍの孔を空けた石膏型の中に設置し、サイアロン泥漿
を注入した後、1ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で1時間加圧固形
鋳込み成形を行った。乾燥後、得られた成形体をカ−ボ
ン製の型枠内に設置して1800℃、1時間、窒素雰囲気中
で焼成してセラミックス発熱体を得た。
【００１８】得られたセラミックス発熱体について、軟
Ｘ線を用いた透過式の非破壊検査で調べた結果、この発
熱体は、焼結体中で所定の位置に歪まず配置されている
ことが確認された。また、樹脂に埋め込み・切断してセ
ラミックスと発熱体とを観察した結果、両者間での隙間
は認められず、緻密に焼結していた。更に、得られたセ
ラミックス発熱体に直流電流を印加して発熱状態を観察
した結果、赤熱部分にむらもなく、均一な加熱ができて
いた。
Ｘ線を用いた透過式の非破壊検査で調べた結果、この発
熱体は、焼結体中で所定の位置に歪まず配置されている
ことが確認された。また、樹脂に埋め込み・切断してセ
ラミックスと発熱体とを観察した結果、両者間での隙間
は認められず、緻密に焼結していた。更に、得られたセ
ラミックス発熱体に直流電流を印加して発熱状態を観察
した結果、赤熱部分にむらもなく、均一な加熱ができて
いた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱体とセラミックスとの成形に鋳込み成形法を採用す
ることにより、均一な発熱状態が得られるセラミックス
発熱体を容易に製造することができ、焼結時に起こる発
熱体の歪やセラミックスと発熱体との隙間形成を防止で
きる効果が生ずる。
発熱体とセラミックスとの成形に鋳込み成形法を採用す
ることにより、均一な発熱状態が得られるセラミックス
発熱体を容易に製造することができ、焼結時に起こる発
熱体の歪やセラミックスと発熱体との隙間形成を防止で
きる効果が生ずる。
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックス焼結体の内部に金属製抵抗
体（発熱体）を埋設してなるセラミックス発熱体の製造
法において、型内に発熱体を配し、この型内へ絶縁性を
有するセラミックス粉末の泥漿を注入し、成形後焼結す
ることを特徴とするセラミックス発熱体の製造方法。 - 【請求項２】 絶縁性を有するセラミックスがＳｉ6-Z
ＡｌZＯZＮ8-Z（0≦Ｚ≦4.2）で表されるサイアロンで
あることを特徴とする請求項１記載のセラミックス発熱
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4173636A JPH05343162A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | セラミックス発熱体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4173636A JPH05343162A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | セラミックス発熱体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343162A true JPH05343162A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15964284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4173636A Pending JPH05343162A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | セラミックス発熱体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343115B1 (en) | 1996-02-13 | 2002-01-29 | At&T Corp | Method of announcing an internet call |
| US6343121B1 (en) | 1998-06-29 | 2002-01-29 | At&T Corp | Selective call waiting service |
| WO2006001373A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Kyocera Corporation | セラミックヒータとその製造方法及び加熱装置並びにヘアアイロン |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4173636A patent/JPH05343162A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343115B1 (en) | 1996-02-13 | 2002-01-29 | At&T Corp | Method of announcing an internet call |
| US6343121B1 (en) | 1998-06-29 | 2002-01-29 | At&T Corp | Selective call waiting service |
| US6738467B1 (en) | 1998-06-29 | 2004-05-18 | At&T Corp. | Selective call waiting service |
| US7099452B1 (en) | 1998-06-29 | 2006-08-29 | At&T Corp. | Selective call waiting service |
| US7848506B1 (en) | 1998-06-29 | 2010-12-07 | At&T Intellectual Property Ii, L.P. | Selective call waiting service |
| WO2006001373A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Kyocera Corporation | セラミックヒータとその製造方法及び加熱装置並びにヘアアイロン |
| GB2431326A (en) * | 2004-06-25 | 2007-04-18 | Kyocera Corp | Ceramic heater and production method therefor and heating device and hair iron |
| GB2431326B (en) * | 2004-06-25 | 2008-08-27 | Kyocera Corp | Ceramic heater,method for manufacturing the same,heating apparatus and hair iron |
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